Colonización de taludes artificiales por medio de la vegetación natural

FACULTAD DE CIENCIAS BIOLÓGICAS

Departamento de Biología Vegetal I

COLONIZACIÓN DE TALUDES ARTIFICIALES POR MEDIO

DE LA VEGETACIÓN NATURAL

MEMORIA PARA OPTAR AL GRADO DE DOCTOR

PRESENTADA POR

Valentín Alfaya Arias

Bajo la dirección de los doctores

Margarita Costa Tenorio

Luis Balaguer Núñez

Madrid, 2012

UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

FACULTAD DE BIOLOGÍA

DEPARTAMENTO DE BIOLOGÍA VEGETAL I

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OLONIZACIÓN DE TALUDES ARTIFICIALES POR

MEDIO DE LA VEGETACIÓN NATURAL

MEMORIA

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TESIS

DOCTORAL

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ÍNDICE GENERAL

RESUMEN

Capítulo I: INTRODUCCIÓN y OBJETIVOS

I.1 LA INGENIERÍA CIVIL Y LA RESTAURACIÓN AMBIENTAL

I.1.1 NUEVAS INFRAESTRUCTURAS, NUEVAS EXIGENCIAS AMBIENTALES I.1.2 EL “MEDIO TÉCNICO”

I.1.2.1 Un medio estéril

I.1.3 CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS DE LOS TERRAPLENES I.1.3.1 Estabilidad estructural de los terraplenes y tipología de los materiales I.1.3.2 Proceso de construcción

I.1.3.3 Obras de drenaje superficial I.1.4 COROLARIO

I.2 INGENIERÍA ECOLÓGICA

I.2.1 EL IMPACTO DE LAS CARRETERAS SOBRE LA VEGETACIÓN

I.2.2 EL PAPEL DE LA VEGETACIÓN EN EL ENTORNO DE LA CARRETERA I.2.2.1 Una breve introducción histórica

I.2.2.2 Funciones de la vegetación en el entorno de la carretera

I.2.3 PANORÁMICA DE LAS TÉCNICAS DE BIOINGENIERÍA DE SUELOS Y REVEGETACIÓN DE TALUDES ARTIFICIALES

I.2.3.1 Bioingeniería de suelos, revegetación, restauración... I.2.3.2 Hidrosiembras en taludes

I.2.3.3 Mantas y otras estructuras laminares para la protección contra la erosión I.2.3.4 Fajinas, biorrollos y otras estructuras transversales para el control de la erosión I.2.4 LA CUESTIONABLE EFICIENCIA DE LAS ACTUALES TÉCNICAS DE INGENIERÍA ECOLÓGICA

I.3 LA “ECOLOGÍA DE LA RESTAURACIÓN”

I.3.1 INTRODUCCIÓN

I.3.2 FLORA Y VEGETACIÓN DE TALUDES ARTIFICIALES I.3.2.1 Características generales de la flora de taludes artificiales I.3.2.2 Aspectos fitosociológicos de la vegetación ruderal

I.3.2.4 “Rareza inherente”

I.3.2.5 La descripción de “tipos funcionales”

I.3.3 LA SUCESIÓN ECOLÓGICA EN MEDIOS PERTURBADOS I.3.3.1 Sucesión ecológica y restauración

I.3.3.2 El proceso de sucesión en taludes artificiales I.3.3.3 Sucesión y ensamblaje de comunidades

I.4 LA “RESTAURACIÓN ECOLÓGICA” DE INFRAESTRUCTURAS VIARIAS

I.4.1 DESDE LA “INGENIERÍA CIVIL” HACIA LA “INGENIERÍA ECOLÓGICA” I.4.2 UN SALTO CUALITATIVO: “RESTAURACIÓN ECOLÓGICA”

I.4.2.1 La aproximación holística a la restauración ecológica I.4.3 PAUTAS DE LA RESTAURACIÓN ECOLÓGICA

I.4.3.1 Criterios y objetivos de la restauración ecológica I.4.3.2 Las limitaciones de la restauración de la vegetación

I.5 CONCLUSIONES SOBRE EL “ESTADO DE LA TÉCNICA” Y LOS ANTECEDENTES CIENTÍFICOS

I.6 ESTRUCTURA DE LA TESIS Y OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

I.6.1 OBJETIVO GENERAL: DESCRIPCIÓN DE LA FLORA Y VEGETACIÓN DE TALUDES DE CARRETERAS

I.6.1.1 Análisis de la distribución espacial de especies a lo largo del talud

I.6.1.2 Análisis de la “rareza inherente” de las comunidades de taludes de carreteras I.6.1.3 Carácter cosmopolita de las especies que colonizan los taludes de carreteras I.6.1.4 Definición de tipos funcionales útiles en restauración ecológica

I.6.2 OBJETIVO GENERAL: CONTRIBUCIÓN AL ESTUDIO DE LA SUCESIÓN ECOLÓGICA EN TALUDES ARTIFICIALES

Capítulo II: MATERIAL Y MÉTODOS

II.1 DESCRIPCIÓN DEL ÁREA OBJETO DE ESTUDIO

II.1.1 GENERALIDADES

II.1.2 CARACTERÍSTICAS CLIMÁTICAS DE LA ZONA OBJETO DE ESTUDIO II.1.2.1 Clima

II.1.2.2 Evolución de los parámetros ombrotérmicos II.1.3 LITOLOGÍA

II.2 DISEÑO EXPERIMENTAL

II.2.1 PLANTEAMIENTO GENERAL

II.2.1.1 Variables que condicionan de la implantación vegetal en taludes de carreteras II.2.1.2 Aproximaciones al estudio de la sucesión ecológica

II.2.2.1 Generalidades

II.2.2.2 Primera fase. Prospección en gabinete II.2.2.3 Segunda fase. Contraste in situ

II.2.2.4 Tercera fase. Selección de taludes para inventarios de vegetación II.2.2.5 Descripción y características de los taludes seleccionados II.2.3 VARIABLES BIÓTICAS

II.2.3.1 Inventarios de vegetación II.2.3.2 Otras variables

II.2.3.3 Campañas de inventario II.2.4 VARIABLES ABIÓTICAS

II.2.4.1 Pedregosidad II.2.4.2 Análisis de suelos

II.3 MATRIZ DE DATOS Y ANÁLISIS ESTADÍSTICOS Capítulo III: FLORA DE TALUDES ARTIFICIALES

III.1 INTRODUCCIÓN

III.1.1 CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LA FLORA DE TALUDES ARTIFICIALES III.1.2 LA DESCRIPCIÓN DE “TIPOS FUNCIONALES”

III.2 MATERIAL Y MÉTODOS

III.2.1 ANÁLISIS ESTADÍSTICOS

III.3 RESULTADOS y DISCUSIÓN

III.3.1 ANÁLISIS DEL ESPECTRO FLORÍSTICO III.3.1.1 Taxonomía

III.3.1.2 Relación de la composición florística con los sectores biogeográficos III.3.1.3 Especies invasoras

III.3.2 RASGOS ECOLÓGICOS (SÍNDROMES) DE LOS TAXONES III.3.2.1 Distribución biogeográfica

III.3.2.2 Hábitats característicos III.3.2.3 Biotipos y ciclo anual

III.3.2.4 Morfología y patrones de crecimiento

III.3.2.5 Modos de dispersión y características de las semillas

III.3.3 PERFIL TIPO DE LOS TAXONES QUE COLONIZAN LOS TALUDES ARTIFICIALES

III.3.4 CARÁCTER COSMOPOLITA

Capítulo IV: ESTUDIO DE LA VEGETACIÓN IV.1 INTRODUCCIÓN

IV.1.1.1 Los taludes de carretera son ecosistemas muy diversos

IV.1.1.2 La relación “cobertura” vs. “riqueza” y su evolución a lo largo del tiempo IV.1.1.3 La influencia de la exposición y la tipología del talud

IV.1.1.4 Variaciones longitudinales IV.1.2 “RAREZA INHERENTE”

IV.1.3 RELACIÓN DE LA VEGETACIÓN CON LAS VARIABLES ABIÓTICAS DEL SUSTRATO

IV.2 MATERIAL Y MÉTODOS

IV.2.1 ANÁLISIS ESTADÍSTICOS

IV.3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN

IV.3.1 VALORES DE COBERTURA, DIVERSIDAD BIOLÓGICA Y EQUITATIVIDAD IV.3.2 LA RELACIÓN COBERTURA VS. DIVERSIDAD

IV.3.2.1 Evolución a lo largo del tiempo

IV.3.2.2 “Rareza inherente” de las comunidades IV.3.3 DISTRIBUCIÓN ESPACIAL DE LA VEGETACIÓN

IV.3.3.1 Efectos de la orientación

IV.3.3.2 Efectos de la situación en el talud

IV.3.4 RELACIÓN CON LAS VARIABLES ABIÓTICAS DEL TALUD

IV.3.4.1 Evolución de la granulometría con el tiempo e influencia del sector biogeográfico

IV.3.4.2 Valores de pH y su evolución en el tiempo

Capítulo V: DINÁMICA DE LA VEGETACIÓN V.1 INTRODUCCIÓN

V.1.1 PAPEL DE LOS PRIMOCOLONIZADORES Y DINÁMICA SUCESIONAL EN MEDIOS PERTURBADOS

V.1.2 EL PROCESO DE SUCESIÓN EN TALUDES ARTIFICIALES V.1.2.1 Etapas tardías del proceso de sucesión

V.2 MATERIAL Y MÉTODOS

V.2.1 ZONA OBJETO DE ESTUDIO. MÉTODO DE INVENTARIO V.2.2 ANÁLISIS ESTADÍSTICOS

V.3 RESULTADOS Y DISCUSIÓN

V.3.1 ANÁLISIS DE LA COMPOSICIÓN FLORÍSTICA Y SU EVOLUCIÓN TEMPORAL V.3.1.1 Importancia del emplazamiento del talud

V.3.1.2 Evolución a lo largo del tiempo V.3.1.3 Evolución de especies indicadoras

V.3.2.1 Evolución del índice de Sorensen

V.3.3 COROLARIO. DINÁMICA VEGETAL EN TALUDES DE CARRETERAS

Capítulo VI: CONCLUSIONES

VI.1 CONCLUSIONES GENERALES

VI.2 IMPLICACIONES PRÁCTICAS PARA LA RESTAURACIÓN ECOLÓGICA Capítulo VII: REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

APÉNDICE: CATÁLOGO DE LOS TAXONES QUE APARECEN EN LOS INVENTARIOS VII.1 INTRODUCCIÓN

VII.2 MATERIAL Y MÉTODOS

VII.2.1 MÉTODO DE MUESTREO E INVENTARIO VII.2.2 INFORMACIÓN RECOGIDA EN EL CATÁLOGO

VII.3 CATÁLOGO

VII.3.1 CLASE PINOPHYTA (GYMNOSPERMAE) VII.3.1.1 Fam. Pinaceae

VII.3.2 CLASE MAGNOLIOPHYTA (ANGIOSPERMAE). SUBCLASE LILIOPSIDA (MONOCOTYLEDONES)

VII.3.2.1 Fam. Cyperaceae VII.3.2.2 Fam. Gramineae VII.3.2.3 Fam. Liliaceae

VII.3.3 CLASE MAGNOLIOPHYTA (ANGIOSPERMAE). SUBCLASE MAGNOLIOPSIDA (DICOTYLEDONES)

VII.3.3.1 Fam. Boraginaceae VII.3.3.2 Fam. Campanulaceae VII.3.3.3 Fam. Caryophyllaceae VII.3.3.4 Fam. Chenopodiaceae VII.3.3.5 Fam. Cistaceae VII.3.3.6 Fam. Compositae VII.3.3.7 Fam. Convolvulaceae VII.3.3.8 Fam. Crassulaceae VII.3.3.9 Fam. Cruciferae VII.3.3.10 Fam. Dipsacaeae VII.3.3.11 Fam. Euphorbiaceae VII.3.3.12 Fam. Fabaceae VII.3.3.13 Fam. Fagaceae VII.3.3.14 Fam. Fumariaceae VII.3.3.15 Fam. Geraniaceae

VII.3.3.16 Fam. Guttiferae VII.3.3.17 Fam. Lamiaceae VII.3.3.18 Fam. Linaceae VII.3.3.19 Fam. Malvaceae VII.3.3.20 Fam. Oleaceae VII.3.3.21 Fam. Onagraceae VII.3.3.22 Fam. Orobanchaceae VII.3.3.23 Fam. Papaveraceae VII.3.3.24 Fam. Plantaginaceae VII.3.3.25 Fam. Polygalaceae VII.3.3.26 Fam. Polygonaceae VII.3.3.27 Fam. Primulaceae VII.3.3.28 Fam. Resedaceae VII.3.3.29 Fam. Rosaceae VII.3.3.30 Fam. Rubiaceae VII.3.3.31 Fam. Rutaceae VII.3.3.32 Fam. Salicaceae VII.3.3.33 Fam. Scrophulariaceae VII.3.3.34 Fam. Simaroubaceae VII.3.3.35 Fam. Ulmaceae VII.3.3.36 Fam. Umbelliferae VII.3.3.37 Fam. Urticaceae VII.3.3.38 Fam. Valerianaceae VII.3.3.39 Fam. Violaceae

La construcción de modernas vías de transporte, y, por extensión, de grandes infraestructuras de carác-ter lineal, conlleva ingentes movimientos de tierra que afectan a vastas extensiones de hábitats natura-les. En la actualidad, la tecnología y maquinaria disponibles permiten abordar obras de ingeniería de una envergadura impensable hace tan solo un par de décadas, pero que al mismo tiempo son el origen de impactos ambientales antes desconocidos, en no pocas ocasiones severos o incluso irreversibles. Desde que a mediados de los setenta comenzaran a transferirse a nuestro país los métodos y técnicas necesarios para abordar la restauración ambiental de los hábitats afectados por estas obras civiles, la revegetación artificial de los terrenos afectados por grandes obras públicas se ha convertido en un elemento recurrente entre el conjunto de medidas destinadas a corregir o reducir los impactos genera-dos por este tipo de proyectos. Las inversiones destinadas a esta partida presupuestaria han crecido permanentemente en las dos últimas décadas, al amparo de los sucesivos programas estatales de in-fraestructuras, así como de la creciente exigencia de la legislación medioambiental, que desde finales de los ochenta exige que todos los proyectos de infraestructuras incluyan un estudio de su impacto ambiental y las consiguientes medidas correctoras del mismo.

A pesar de la fuerte demanda, existe una opinión generalizada de que las técnicas de revegetación artificial no han evolucionado significativamente desde que se importaron en nuestro país y que, en particular en el entorno mediterráneo, los resultados en términos de recuperación de los hábitats y ecosistemas afectados no son suficientemente satisfactorios. En este sentido, en los años noventa se inicia una corriente cada vez más asentada científica y técnicamente que se ha venido en denominar “restauración ecológica”, centrada principalmente en el desarrollo de técnicas y métodos innovadores resultantes de poner al servicio de la restauración de ecosistemas los conocimientos de la ciencia eco-lógica y botánica. Así, de forma paralela crece el interés de muchos científicos de estas disciplinas por avanzar en el conocimiento de los ecosistemas que surgen como consecuencia de la actividad humana o de los cambios ambientales producidos por ella (“ecosistemas emergentes”).

En nuestro país, el conocimiento en torno a los ecosistemas emergentes que se desarrollan en el entor-no de grandes vías lineales de transporte (autopistas, autovías, ferrocarriles…) ha cobrado cierta im-portancia sólo muy recientemente; la mayor parte de los trabajos, aún escasos, se han publicado ya avanzado el presente siglo. Existen aún grandes lagunas en torno al conocimiento de estos ecosiste-mas, lo que dificulta el desarrollo de técnicas y métodos de restauración ecológica que puedan imple-mentarse a gran escala. En particular, no disponemos de información suficiente sobre lo que acontece en los márgenes y taludes artificiales de estas infraestructuras en el medio y largo plazo, una vez que la obra ha concluido. ¿Es, acaso, la Naturaleza capaz de restañar por sí misma las heridas producidas por la construcción de la infraestructura?. ¿En qué plazo?. ¿Son útiles y eficientes las medidas de

re-vegetación artificial en las que se invierten tales cantidades de dinero?. La presente tesis pretende res-ponder en cierta medida a estas preguntas, partiendo de la observación a medio y largo plazo de las comunidades vegetales que se desarrollan en estos hábitats, con el fin de inferir las pautas del proceso de sucesión ecológica que pudiera tener lugar en ellos, y extraer conclusiones prácticas para el desa-rrollo de técnicas y métodos de restauración más eficientes, basados en criterios ecológicos en lugar de agronómicos.

Con este objeto, los tres capítulos dedicados a desgranar las conclusiones de nuestro trabajo se centran en el estudio de la flora y vegetación que se desarrolla con éxito en los taludes artificiales de carrete-ras, en el ámbito de la provincia de Madrid, así como en el análisis de los procesos de sucesión ecoló-gica que tienen lugar. Para ello, nos hemos servido de exhaustivas campañas de inventario de vegeta-ción diseñadas bajo una doble aproximavegeta-ción dinámica y estática, que nos han permitido abordar la evolución de estas comunidades vegetales a medio y largo plazo (hasta cerca de 20 años). Estas obser-vaciones se han complementado con el análisis de muestras de suelos con el objeto de analizar la evo-lución del sustrato como condicionante de la implantación vegetal.

Así, en el presente estudio se describen las características morfo-funcionales que confieren éxito a las especies que colonizan los taludes y los factores ambientales que condicionan la aparición de una de-terminada composición florística. También se aportan resultados novedosos sobre la manera en que se distribuye la vegetación, así como sobre su evolución temporal, con especial énfasis en las variables cobertura, diversidad y riqueza de especies. Asimismo, este trabajo describe por primera vez la exis-tencia un proceso sucesional en estos hábitats, que se articula en al menos tres fases claramente dife-renciadas: un primer estadio que hemos denominado de “estructuración”, donde tiene lugar un incre-mento progresivo del número de especies y de la cobertura (hasta 4-5 años de edad); una segunda eta-pa (entre 6-8 años), en la que se desencadena una “crisis” marcada por una reducción acentuada de los niveles de cobertura vegetal, riqueza específica y diversidad (Hi); finalmente, y hasta al menos los

primeros 14-16 años, un proceso de “re-estructuración” marcado nuevamente por incrementos progre-sivos y estables de todas las variables.

Por último, y para satisfacer los objetivos planteados más arriba, la presente tesis detalla las implica-ciones técnicas de las principales conclusiones científicas, realizando aportaimplica-ciones a la práctica actual en materia de restauración que a nuestro entender podrían mejorar sustancialmente la eficiencia de los proyectos. Asimismo, se incluye un exhaustivo catálogo de las especies que se han detectado a lo largo de los inventarios de campo, con indicación de su abundancia en las comunidades estudiadas, así co-mo las preferencias en materia de orientación, sectores biogeográficos, grado de madurez del talud y otros factores que podrían ser útiles para el restaurador.

Capítulo I: INTRODUCCIÓN y OBJETIVOS

I.1 LA INGENIERÍA CIVIL Y LA RESTAURACIÓN AMBIENTAL

I.1.1 NUEVAS INFRAESTRUCTURAS, NUEVAS EXIGENCIAS AMBIENTALES I.1.2 EL “MEDIO TÉCNICO”

I.1.2.1 Un medio estéril

I.1.3 CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS DE LOS TERRAPLENES I.1.3.1 Estabilidad estructural de los terraplenes y tipología de los materiales I.1.3.2 Proceso de construcción

I.1.3.3 Obras de drenaje superficial I.1.4 COROLARIO

I.2 INGENIERÍA ECOLÓGICA

I.2.1 EL IMPACTO DE LAS CARRETERAS SOBRE LA VEGETACIÓN

I.2.2 EL PAPEL DE LA VEGETACIÓN EN EL ENTORNO DE LA CARRETERA I.2.2.1 Una breve introducción histórica

I.2.2.2 Funciones de la vegetación en el entorno de la carretera

I.2.3 PANORÁMICA DE LAS TÉCNICAS DE BIOINGENIERÍA DE SUELOS Y REVEGETACIÓN DE TALUDES ARTIFICIALES

I.2.3.1 Bioingeniería de suelos, revegetación, restauración... I.2.3.2 Hidrosiembras en taludes

I.2.3.2.1 Coadyuvantes

I.2.3.2.2 La mezcla de semillas

I.2.3.3 Mantas y otras estructuras laminares para la protección contra la erosión I.2.3.3.1 Mantas orgánicas

I.2.3.3.2 Geotextiles y otras mantas inorgánicas I.2.3.3.3 Mallazo tridimensional

I.2.3.4 Fajinas, biorrollos y otras estructuras transversales para el control de la erosión I.2.4 LA CUESTIONABLE EFICIENCIA DE LAS ACTUALES TÉCNICAS DE INGENIERÍA ECOLÓGICA

I.3 LA “ECOLOGÍA DE LA RESTAURACIÓN” I.3.1 INTRODUCCIÓN

I.3.2 FLORA Y VEGETACIÓN DE TALUDES ARTIFICIALES I.3.2.1 Características generales de la flora de taludes artificiales I.3.2.2 Aspectos fitosociológicos de la vegetación ruderal

I.3.2.3 Distribución espacial de la vegetación. Riqueza y cobertura I.3.2.4 “Rareza inherente”

I.3.2.5 La descripción de “tipos funcionales”

I.3.3 LA SUCESIÓN ECOLÓGICA EN MEDIOS PERTURBADOS I.3.3.1 Sucesión ecológica y restauración

I.3.3.2 El proceso de sucesión en taludes artificiales I.3.3.3 Sucesión y ensamblaje de comunidades

I.4 LA “RESTAURACIÓN ECOLÓGICA” DE INFRAESTRUCTURAS VIARIAS I.4.1 DESDE LA “INGENIERÍA CIVIL” HACIA LA “INGENIERÍA ECOLÓGICA” I.4.2 UN SALTO CUALITATIVO: “RESTAURACIÓN ECOLÓGICA”

I.4.2.1 La aproximación holística a la restauración ecológica I.4.3 PAUTAS DE LA RESTAURACIÓN ECOLÓGICA

I.4.3.1 Criterios y objetivos de la restauración ecológica

I.4.3.1.1 La restauración del suelo y el uso adecuado de la tierra vegetal I.4.3.2 Las limitaciones de la restauración de la vegetación

I.5 CONCLUSIONES SOBRE EL “ESTADO DE LA TÉCNICA” Y LOS ANTECEDENTES CIENTÍFICOS

I.6 ESTRUCTURA DE LA TESIS Y OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

I.6.1 OBJETIVO GENERAL: DESCRIPCIÓN DE LA FLORA Y VEGETACIÓN DE TALUDES DE CARRETERAS

I.6.1.1 Análisis de la distribución espacial de especies a lo largo del talud

I.6.1.2 Análisis de la “rareza inherente” de las comunidades de taludes de carreteras I.6.1.3 Carácter cosmopolita de las especies que colonizan los taludes de carreteras I.6.1.4 Definición de tipos funcionales útiles en restauración ecológica

I.6.2 OBJETIVO GENERAL: CONTRIBUCIÓN AL ESTUDIO DE LA SUCESIÓN ECOLÓGICA EN TALUDES ARTIFICIALES

I.1

LA INGENIERÍA CIVIL Y LA RESTAURACIÓN AMBIENTAL

I.1.1

NUEVAS INFRAESTRUCTURAS, NUEVAS EXIGENCIAS AMBIENTALES

En general, y en relación con el medio socioeconómico, la construcción de una vía de comunicación dará lugar a un impacto de valor positivo; sin embargo, desde la perspectiva del medio natural este impacto va a ser casi siempre negativo (Rodés, 1995). Hasta hace unas décadas, las carreteras se cons-truían adaptándose a la topografía del terreno, respetando las curvas de nivel de los accidentes geográ-ficos que atravesaban. De esta manera el trazado se adecuaba al relieve y, en cierto sentido, al paisaje circundante, minimizando el impacto medioambiental de estas infraestructuras (Suárez Cardona, 1992; Figura I-1). La capacidad que tenía el ser humano para alterar la topografía de una zona determinada era muy reducida; la maquinaria de obras públicas y la técnica ingenieril no permitían entonces gran-des movimientos de tierras si no era a costa de considerables plazos de ejecución e ingentes cantidagran-des de recursos.

Figura I-1. Trabajos de construcción de una carretera, hacia 1920, en el Estado de Colorado (EE.UU.). (Fotografía: H.M. Rhoads. Denver Public Library; EE.UU.)

Pero los avances tecnológicos de los últimos años han llegado también a las obras públicas, y con ellos se ha producido un cambio no solo cuantitativo, sino también cualitativo, de los impactos medioambientales asociados a las grandes infraestructuras. Todo ello con unas consecuencias que algunos autores han llega-do a calificar de “catastróficas” (Suárez Carllega-dona, 1992). Así, por ejemplo, la capacidad de la moderna maquinaria de obras públicas puede resultar sorprendente para el no experto. Hoy en día las más avan-zadas retroexcavadoras, con “cazos” de capacidades superiores a los 11 m3_{, llegan a alcanzar}

rendi-mientos por encima de 6.000 m3 _{en una sola jornada de trabajo (Figura I-2).}

Poblaciones antes lejanas se han aproximado en la misma medida en que se ha incrementado la velo-cidad de los vehículos que circulan por nuestras carreteras, merced a motores mucho más potentes, pero también a la configuración de los nuevos trazados que ahora atraviesan nuestro territorio. El aba-ratamiento del m3 _{de movimiento de tierras y las nuevas exigencias de los trazados, obligan a los}

inge-nieros a diseñar trazados más rectilíneos y con reducidas pendientes, lo que durante la construcción implica ingentes movimientos de tierras antes impensables.

Como consecuencia de ello, las modernas obras de infraestructuras generan extensas superficies de laderas neoformadas, bien en “desmonte” (donde afloran niveles del suelo que en las condiciones ori-ginales no estarían expuestos a la intemperie) o bien en “terraplén”. Los terraplenes se construyen mediante la acumulación de tierras con una granulometría específicamente seleccionada según las normas e instrucciones técnicas aprobadas, que son meticulosamente compactadas tongada por tonga-da para tonga-dar lugar a sustratos con unas condiciones edáficas radicalmente distintas a las que podríamos encontrar en el medio natural. Además, estas estructuras se encuentran habitualmente provistas de obras de fábrica que corrigen el drenaje superficial y en consecuencia alteran los procesos naturales de erosión-transporte-sedimentación. Estos terraplenes son, en definitiva, el mejor exponente de aquello que algunos autores han dado en llamar “medio técnico” (Ramos et al., 1974). Un substrato con unas condiciones totalmente artificiales, que por sí mismo aglutina la mayor parte de los factores de estrés ecológico conocidos en el medio terrestre (Díaz Pineda et al., 1984; García Novo, 1992; Pérez de Paz, 1992; Wali, 1999): fuertes pendientes, baja concentración de nutrientes, inestabilidad estructural, ele-vada exposición, alto grado de compactación, disponibilidad hídrica muy limitada, alteración de la estructura edáfica y eliminación del banco de semillas de los horizontes superficiales, etc.

Figura I-2. Excavadora KOMATSU PC-1800,

con un cazo de 11 m3 de capacidad y motor de

908 C.V. de potencia. (Fuente: Información comercial KOMATSU).

Para hacernos una idea cuantitativa de la enti-dad del impacto de una moderna vía de trans-porte sobre la morfología original del terreno, la construcción de la autopista Radial IV1_{, que}

en su tramo Ocaña-La Roda (AP-36) entró en operación en julio de 2006, generó un volu-men de tierras próximo a 7.000.000 m3 _{a lo}

largo de sus 52 km de trazado (un ratio de unos 135.000 m3 _{por km construido). Otras obras recientemente ejecutadas o en ejecución (p.e. la A-8}

en la cornisa cantábrica) alcanzan proporciones muy superiores, de hasta 200.000 m3 _{por km.}

1 _{El eje “R-4” formaba parte del plan de infraestructuras 2000-2005, dentro de las actuaciones que pretendían} dotar al entorno de la Comunidad de Madrid de una red de acceso con mayor capacidad. Las “radiales”, actual-mente en operación, son autopistas de peaje alternativas a las carreteras nacionales de libre tránsito.

Resulta obvio que tan grandes movimientos de tierras producen una afección relevante, más bien di-ríamos drástica, de la vegetación preexistente en el área de ocupación de la infraestructura. Las opera-ciones de “desbroce” y despeje (ver I.1.3.2) ocasionan la pérdida total de la cubierta vegetal, así como de los horizontes productivos del suelo. La configuración geomorfológica del medio atravesado por la nueva carretera cambia radicalmente; los perfiles de la topografía original dejan paso a otros nuevos, donde las laderas artificiales desprovistas de vegetación cobran protagonismo ante los ojos de un ob-servador externo a la vía.

Figura I-3. Los movimientos de tierras generan una brecha en el terreno de grandes proporciones, con un considerable impacto en el paisaje vegetal, la desaparición total de la vegetación en el área ocupada por la infraestructura, y la aparición de taludes

artificiales inicialmente desprovistos de

vegetación y sujetos a intensos procesos erosivos. En la vista aérea pueden apreciarse las enormes dimensiones de algunos de los terraplenes generados en la construcción de la autopista Estepona-Guadiaro, en la provincia de Málaga, España (Fotografía: archivo fotográfico de Ferrovial-Agromán).

Por otra parte, ha crecido la importancia que la sociedad, y como reflejo de ella los poderes públicos, vienen otorgando a la conservación de los recursos naturales y del paisaje. Desde que en 1986 se promulgara el Real Decreto Legislativo sobre Evaluación de Impacto Ambiental (RDL 1302/86), con su posterior desarrollo reglamentario y modificaciones (la más recien-te la Ley 6/2010, de 24 de marzo), la práctica totalidad de los proyectos de infraestructuras viarias tienen que someterse a un régimen de evaluación previo (en fase de proyecto) y, durante la ejecución de las obras y su posterior explotación, a una vigilancia ambiental sistemática que incluye la eficiencia de las medidas de restauración de la cubierta vegetal afectada por las obras.

De hecho, en la actualidad es prácticamente imposible encontrar un solo proyecto promovido por la Administración central o periférica que no incluya un documento técnico, generalmente de detalle constructivo, sobre aquello que los tecnócratas han dado en llamar comúnmente “medidas de

revege-tación”2 _{de los terrenos afectados por el trazado; en particular los más sensibles a los procesos de}

ero-sión superficial (terraplenes, desmontes).

I.1.2

EL “MEDIO TÉCNICO”

El concepto “medio técnico” (Ramos et al., 1974) pone de manifiesto el origen antrópico o artificial como carácter definitorio del medio sobre el que se desarrolla la vegetación cuyo estudio abordamos. Como destacábamos en el apartado anterior, las modernas obras de infraestructura requieren movi-mientos de tierra de tal intensidad que cambian por completo la realidad del medio. Las alteraciones más profundas afectan a la topografía y a las condiciones edáficas del entorno. La modificación del terreno con maquinaria de obras públicas produce, como primer y más evidente impacto, la pérdida de la vegetación natural (operaciones de “desbroce”) que, independientemente de lo que recomienden los proyectos técnicos y pliegos de prescripciones, conlleva en la práctica la remoción de los horizontes superficiales del terreno hasta una profundidad que oscila entre 50 y 150 cm. Por otra parte, las exi-gencias de las nuevas carreteras requieren perfiles longitudinales mucho más suaves que los de la to-pografía original, los cuáles se resuelven mediante la construcción de taludes artificiales en ocasiones con laderas de considerables dimensiones y pendientes muy acentuadas.

Cuando los taludes artificiales se generan por la excavación de la cota original hasta la rasante de di-seño, taludes éstos que en sentido genérico denominamos “desmontes”, las pendientes pueden aproxi-marse a la verticalidad, dependiendo de la litología y perfil geotécnico original. Cuando la nueva to-pografía se genera como consecuencia de la acumulación de tierras y materiales pétreos de diversa procedencia (rellenos de tipo “terraplén”) las pendientes, aunque generalmente más suaves, rara vez se encuentran por debajo de los 25º (el equivalente aproximado de 2H:1V). Es sobre este tipo de estructu-ras sobre el que centramos nuestro trabajo de investigación (ver Figura I-4).

2 _{Término que, aunque carente de validez formal y académica, nos permitiremos utilizar en lo sucesivo para} referirnos de manera genérica a aquellas técnicas de bioingeniería que tienen por finalidad dotar de una cubierta vegetal a las superficies desnudas de vegetación. Entre tales técnicas se encuentran la siembra, hidrosiembra, plantaciones o cualesquiera otras.

Figura I-4. Croquis no acotado en el cuál se representan una sección tipo de una carretera de doble senti-do de circulación, con un trazasenti-do a media ladera senti-donde se ha construisenti-do un desmonte y un terraplén. El perfil original del terreno natural que queda “enterrado” bajo la estructura se indica con trazo continuo; el que ha desaparecido por las labores de excavación aparece indicado con una línea punteada (Fuente: modificado a partir del archivo de proyectos de la dirección técnica de Ferrovial-Agromán).

A las dificultades que para el desarrollo de una cubierta vegetal ofrecen las superficies neoformadas, desnudas de vegetación y con acentuadas pendientes, se suma el movimiento de maquinaria pesada por los terrenos ocupados, que compacta los horizontes superficiales del suelo. En el caso particular de los terraplenes, esta compacidad es una condición de diseño (ver apartado I.1.3) determinante para alcanzar la necesaria estabilidad estructural. Además, el “perfilado” de la superficie neoformada con bulldozer y motoniveladoras contribuye a compactar aún más el sustrato, dejando una superficie to-talmente lisa y de acentuada erodabilidad que podría compararse en ocasiones a la de una roca com-pacta, dificultando la colonización y el desarrollo de plantas vasculares (García Novo, 1992; Martín Duque et al., 2011).

I.1.2.1

Un medio estéril

Estas condiciones hacen del “medio técnico” al que nos enfrentamos, un paradigma de medio hostil para el desarrollo de la vegetación. De hecho, la esterilidad de los taludes artificiales como sustrato ha sido destacada de forma recurrente en la literatura (Ramos et al., 1974; González Alonso, 1984; García Novo, 1992; Gray et al., 1992; Noguera García, 1992; Estalrich Melero, 1994; Martínez Alonso & Valladares, 2002), y otros autores). En los terraplenes de carreteras la esterilidad se acentúa por las condiciones técnicas requeridas a los materiales de construcción, constituidos principalmente por are-nas silíceas de una granulometría homogénea y ausencia prácticamente total de materia orgánica (ver

apartado I.1.3.1). A la carencia de materia orgánica se suma la bajísima proporción de macronutrientes (nitrógeno, fósforo, potasio), dificultad ésta destacada en varios estudios (García-Fayos & Molina, 1992; Martínez Alonso & Valladares, 2002; Alborch et al., 2003).

Dicho de otro modo, las condiciones técnicas requeridas para las explanaciones de una moderna in-fraestructura son precisamente las opuestas a aquéllas que favorecerían la necesaria revegetación de los taludes. Por otra parte, el ritmo de ejecución de la obra principal obliga a los contratistas a supedi-tar la fenología óptima de las operaciones de revegetación al rigor de los plazos de entrega; en la prác-tica es extremadamente habitual que tales operaciones se realicen en épocas muy alejadas del óptimo ombrotérmico requerido para una efectiva implantación de la vegetación (Mola et al., 2011).

En el apartado siguiente profundizaremos en las características constructivas de los terraplenes para familiarizar al lector con las condiciones en que se desarrolla nuestra investigación, así como con el verdadero carácter limitante de éste que denominamos “medio técnico”.

I.1.3

CARACTERÍSTICAS CONSTRUCTIVAS DE LOS TERRAPLENES

Desde una perspectiva exclusivamente técnica e ingenieril, un terraplén consiste en la extensión y compactación sistemática mediante el empleo de maquinaria pesada, de tongadas de tierras y materia-les de origen pétreo con unas características normalizadas, con el fin de crear una plataforma geotécni-camente estable sobre la que se asiente el firme de una carretera (M.O.P.U., 1976; Ministerio de Fo-mento, 2002).

Un terraplén se divide en varias zonas, que pasamos a describir desde la parte superior y exterior del terraplén (aquélla que sirve de base para el firme de la carretera), hasta la inferior y más interna del mismo (que constituye la cimentación del terraplén; ver Figura I-5). Cada una de estas zonas ofrece funciones estructurales claramente diferenciadas:

1. La “coronación” constituye la capa superior y más exigente del relleno, sobre la que después va a apoyarse el firme de la carretera. La coronación tiene un espesor mínimo de (50 cm). 2. El “espaldón” o porción exterior del relleno, formado por las capas de tierras que forman la

“ladera” del terraplén que vemos desde el exterior del mismo y que, en su caso, serán objeto físico de los proyectos de restauración ambiental. En las modernas obras de infraestructuras, los espaldones son frecuentemente recubiertos con una capa no uniforme de “tierra vegetal” cuya función es favorecer la posterior revegetación del talud.

3. El “núcleo”, o parte interna del relleno comprendida entre el cimiento del terraplén y la coro-nación, y flanqueada por los espaldones.

4. Finalmente, el “cimiento” constituye la parte más inferior del terraplén en contacto con la su-perficie de apoyo. Su espesor será como mínimo de un metro (1 m).

Figura I-5. Sección tipo de un terraplén con indicación de algunas de las partes fundamentales de su es-tructura: la coronación, a partir de la explanada, y parte del espaldón construido con materiales seleccio-nados (Fuente: modificado a partir del archivo de proyectos de la dirección técnica de Ferrovial-Agromán).

Las condiciones de diseño de un terraplén, los aspectos fundamentales de su proceso constructivo y las características de los materiales empleados en su construcción, están normalizados por los pliegos de condiciones técnicas de los proyectos y, en un ámbito superior, por el comúnmente denominado “PG3”, esto es, el Pliego de Prescripciones Técnicas Generales para obras de carreteras y puentes. Este documento de referencia se aprobó inicialmente por Orden Ministerial en 1976, y ha sufrido posterio-res modificaciones (la última en 2002; Ministerio de Fomento, 2002), igualmente mediante órdenes de los departamentos ministeriales que en su caso tuvieran la competencia en obras públicas, y que han adaptado permanentemente los requisitos a la evolución tecnológica y a las nuevas necesidades de las modernas infraestructuras.

I.1.3.1

Estabilidad estructural de los terraplenes y tipología de los materiales

Los aspectos de diseño que en mayor medida condicionan la estabilidad del terraplén son el grado de compactación de las tierras y la pendiente de diseño. Con respecto a la primera de las variables, la humedad y densidad de los materiales son los factores determinantes del grado de compactación nece-sario. Estos valores vienen definidos para cada tipo de material originario bien por el proyecto o bien a través de las prescripciones de la Dirección de Obra3_{, y en su defecto por el propio PG3 (art. 330.4.2).}

Con respecto a la variable pendiente, la inclinación más común se sitúa en el orden de 2H:1V (apro-ximadamente 25º), aunque puede llegar hasta 3H:2V (35º) cuando se emplea material granular selec-cionado en el relleno (Escario Uribarri, 1989). Esta inclinación, en una ladera natural, correspondería a una pendiente de “bastante fuerte” a “fuerte” según la clasificación del Centro de Estudios Fitosocio-lógicos de Montpellier (1968), basada a su vez en Curtis et al. (1965), la cuál hemos utilizado para clasificar los taludes objeto de estudio.

Los materiales empleados en la construcción de terraplenes deberían ser, con carácter general, suelos o materiales locales que se obtuvieran de las excavaciones realizadas en la propia obra. Sin embargo estos materiales no siempre reúnen las condiciones técnicas necesarias, y en consecuencia es relativa-mente habitual recurrir a “préstamos”4_{, bien ya previstos originalmente en el proyecto o bien}

autoriza-dos expresamente por la Dirección de Obra (M.O.P.U., 1976). No obstante, cualquiera que sea el ori-gen de los materiales, con respecto a sus características granulométricas sólo se consideran aptas aque-llas que cumplen al menos una de las siguientes condiciones, medidas según un procedimiento norma-lizado (Comité AEN/CTN 103 - Geotecnia, 1994; 1995):

a) Cernido por el tamiz 20 UNE mayor del 70 por 100 por ciento ( # 20 > 70 %).

b) Cernido por el tamiz 0,080 UNE mayor o igual del treinta y cinco por ciento ( # 0,080 ≥ 35 %).

Este requisito establece de facto una homogeneidad granulométrica en las tierras que es común a cual-quier terraplén, y que debe tenerse en cuenta a la hora de diseñar los materiales y método de investiga-ción para abordar un estudio como el que nos ocupa (ver capítulo II).

3 _{Equipo técnico representante del promotor, responsable de la correcta ejecución de las obras y, en su caso, de la} interpretación técnica de las ambigüedades o indefiniciones del proyecto de construcción.

4 _{En el argot técnico se refiere a excavaciones del terreno ajenas al trazado de la obra, empleadas para la} obten-ción de materiales aptos para la construcobten-ción. Este término incluiría por extenso las canteras, graveras y otras explotaciones.

Con independencia de las condiciones anteriores, los materiales deben también cumplir unos requisi-tos complementarios según a qué parte del terraplén vayan destinados (ver I.1.3). Esrequisi-tos requisirequisi-tos vie-nen referidos a una serie de variables que se resumen en la siguiente tabla:

Clasificación del material Seleccionado Adecuado Tolerable Marginal

Materia orgánica5 _{< 0,2% < 1 % < 2% < 5%}

Tamaño de partícula Dmax≤100 mm Dmax≤100 mm

Condiciones granulométricas (“cernido”6) # 0,40 ≤ 15%, o bien: -# 2 < 80% -# 0,40 < 75% -# 0,080 < 25% # 2 < 80% # 0,080 < 35%

Empleo en terraplenes Coronación Cimentación Núcleo Espaldones Coronación Cimentación Núcleo Espaldones Cimentación Núcleo Espaldones Espaldones

Tabla I-1. Condiciones exigidas a las tierras para la construcción de un terraplén. Art. 330.3.3 del PG3 (la relación de parámetros y sus requisitos normalizados no es exhaustiva).

Según el artículo 330.3.3.5 del citado PG3, se consideran suelos no aptos o “inadecuados” para su empleo en terraplenes aquellos que no se pueden encuadrar en ninguna de las categorías anteriores, y en todo caso las turbas y otros suelos que contengan materiales perecederos u orgánicos (tales como tocones, ramas, etc.). Obsérvese que el material menos exigente (suelos marginales) es apto, con limi-taciones, para su empleo en los espaldones del talud, espaldones que a la postre constituirán el biotopo en el que va a desarrollarse la vegetación del terraplén. Esto quiere decir que, en el mejor de los casos, siempre nos encontraremos con suelos que, como máximo, van a tener concentraciones de materia orgánica inferiores al 5%. Sin embargo es en la práctica muy habitual que los suelos utilizados en esta parte del terraplén estén al menos considerados como “tolerables”, con concentraciones inferiores al 2%. De hecho, y con carácter general, cuando la concentración de materia orgánica de las tierras es superior a este valor, la Dirección de Obra debe autorizar expresamente su empleo previo estudio deta-llado (artículo 330.4.4.5 del PG3).

5 _{Concentración en % de material orgánica medida según el método normalizado del permanganato potásico} (Comité AEN/CTN 103 - Geotecnia, 1993)

6 _{“Cernido”: proporción de material que pasa por un filtro o tamiz determinado (cuyo tamaño de poro se} simbo-liza como “#”), según un procedimiento normasimbo-lizado (Comité AEN/CTN 103 - Geotecnia, 1995).

I.1.3.2

Proceso de construcción

En una primera fase los bulldozer eliminan la cubierta vegetal y los horizontes superficiales del terre-no en una operación que se deterre-nomina “desbroce” (art. 300 del PG3). El terreterre-no debe quedar totalmen-te desprovisto de vegetación. La tierra con intotalmen-terés agronómico (“tierra vegetal”) debe acopiarse de manera controlada, en caballones de pequeñas dimensiones (h < 2 m), para su empleo en las labores de revegetación u otras (art. 300.2.2 del PG3). Aunque los proyectos y la normativa técnica especifican lo contrario, es desgraciadamente habitual que los caballones se formen de manera indiscriminada, mez-clando los horizontes más superficiales del terreno (que entre otras virtudes son los que aportarían el banco de semillas autóctono. Ver por ejemplo Andrés et al., 1996; Redente et al., 1997; Hernández & Díaz Pineda, 1998; García-Palacios, 2011) con otros más profundos, hasta el nivel de “saneo” del te-rreno.

Una vez despejada la vegetación se excava la cimentación del futuro terraplén. A partir de entonces, se extienden progresivamente tongadas de materiales de entre 20 y 30 cm (Escario Uribarri, 1989). Cada una de ellas es meticulosamente compactada con rodillos hasta obtener una densidad media del 95% del ensayo “próctor modificado” (Comité AEN/CTN 103 - Geotecnia, 1994). En los espaldones del terraplén, esta densidad permite alcanzar capacidades de carga superiores a 50 MPa. Durante el proce-so de compactación, la humedad de las tierras es cuidadosamente controlada para permitir alcanzar los niveles de densidad requeridos.

El proceso anteriormente descrito se repite tongada a tongada hasta alcanzar la cota de diseño. Llega-dos a este punto se comienzan las labores de refino y el posterior extendido de las bases y sub-bases del futuro firme de la carretera (constituidas por un material granular muy homogéneo que genérica-mente se denomina “zahorra”). Cuando el talud está prácticagenérica-mente terminado se “refina” su superficie o “perfila”, generalmente con una motoniveladora, hasta dejar las capas más superficiales totalmente lisas y compactadas, que de esta manera dificultan aún más la retención de agua a lo largo del talud. Este factor se ha considerado, en laderas naturales erosionadas, como el principal limitante para el establecimiento y desarrollo de la vegetación (García-Fayos et al., 2000).

Con estas labores se termina la construcción del terraplén, sobre el cuál se extenderán finalmente los aglomerados asfálticos que forman las capas más superficiales del firme de la carretera.

I.1.3.3

Obras de drenaje superficial

Los materiales asfálticos que constituyen el firme de la carretera son virtualmente impermeables, aun-que en las infraestructuras más modernas está cada vez más extendido el uso de pavimentos drenantes construidos con betunes modificados para mantener espacios intersticiales entre las partículas de árido. Aún así, la plataforma de la carretera genera, en episodios lluviosos, un considerable caudal de esco-rrentía que debido a la pendiente de la calzada se conduce hacia los laterales de ésta para acumularse en las cunetas de guarda. Para evitar que el considerable caudal de escorrentía descargue por la super-ficie de los taludes arrastrando las capas superficiales del terreno, lo que podría generar grandes cárca-vas e incluso movimientos en masa que comprometieran la estabilidad del talud (Figura I-6), se construyen obras de drenaje superficial que conducen el caudal circulante por el firme y arcenes de la parte superior, hasta las cunetas situadas a pie de talud.

Figura I-6. Imagen de un talud de carretera en desmonte, con evidentes señales de erosión que han generado cárcavas en la dirección de la pendiente. La erosión hídrica es el origen de costosos problemas de mantenimiento, que en situaciones límites pueden poner en peligro la estabilidad estructural del talud (Fuente: archi-vo fotográfico de Ferrovial-Agromán).

La tipología de estas obras auxiliares es muy variada, aunque en la mayor parte de los casos la solución adoptada pasa por la construcción de bajantes generalmente de materiales prefabricados de hormigón. Cada una de las piezas se reciben con mortero, dejando pequeños escalones en los puntos de encuentro que tienen por objeto “romper” o disipar la energía cinética del caudal de agua reduciendo su velocidad en la bajante (Figura I-7). Cuando las obras de drenaje se localizan en los puntos adecuados y se construyen con un mínimo de rigor, la escorrentía superficial del talud prácticamente se reduce a la originada por la lluvia que incide directamente en la ladera. Como se ha explicado anteriormente, las obras de drenaje superficial indu-cen cambios obvios en el modelo erosión-transporte-sedimentación que encontraríamos en una ladera “natural” de características similares, y probablemente también condicionan las pautas de organización de la vegetación a lo largo de la pendiente.

Figura I-7. Detalle de una bajante, cuya función es conducir la escorrentía superficial hacia las cunetas de drenaje. La de la imagen, se ha cons-truido a base de estructuras prefabricadas; los escalones tienen por objeto reducir la energía cinética del caudal que desciende por la estruc-tura (Fuente: archivo fotográfico de Ferrovial-Agromán).

I.1.4

COROLARIO

A lo largo de los apartados precedentes el lector se habrá familiarizado con los aspectos más relevan-tes del diseño y la construcción de terraplenes, y a partir de aquéllos habrá deducido las condiciones del biotopo que es objeto de nuestro estudio. Un breve sumario de tales condiciones podría ser el si-guiente:

La ejecución de las obras de infraestructuras implica necesariamente la eliminación de toda la

cubierta vegetal natural y la remoción de aquellas capas del terreno que podrían mantener el banco de semillas.

Los taludes artificiales formados para alcanzar la cota de la rasante, y en particular los

terraple-nes, ofrecen pendientes de “bastante fuertes” a fuertes”7 _{(siempre por encima de 25º)}

La normativa técnica exige unas características determinadas a las tierras con las que se

constru-ye un terraplén, que son opuestas a aquéllas que caracterizarían a un sustrato fértil. En particular: - Una granulometría relativamente fina y muy homogénea, tal que permita alcanzar

densida-des adecuadas para garantizar la estabilidad estructural del talud.

- Una carencia prácticamente total de materia orgánica (siempre inferior al 2%)

La normativa técnica exige alcanzar un elevado grado de compactación como condición de

dise-ño, suficiente para alcanzar capacidades de carga como mínimo de 50Mpa. Las laderas resultan-tes son, además, perfiladas hasta quedar con una superficie totalmente lisa.

En general, los terraplenes disponen de obras de drenaje superficial que pretenden asegurar la

estabilidad superficial del talud evitando las pérdidas de material causadas por la escorrentía. Es-tas obras de drenaje alteran el proceso de erosión-transporte-sedimentación que sería propio de

7 _{Según la clasificación del Centro de Estudios Fitosociológicos de Montpellier (1968), basada a su vez en} Cur-tis, Doornkamp et al. (1965)

una ladera natural, modelo que, sin embargo, ciertos autores mantienen como válido para los ta-ludes de carretera (García Novo, 1992)

El “medio técnico” al que nos enfrentamos es, en definitiva, el de un biotopo determinado por una ladera artificial de superficie muy compacta y prácticamente lisa, de elevada inclinación y extensión generalmente muy considerable, prácticamente desnudo de vegetación, carente de materia orgánica y otros nutrientes. Un medio de tal esterilidad que lo hace verdaderamente poco accesible a las especies que componen la flora local.

I.2

INGENIERÍA ECOLÓGICA

I.2.1

EL IMPACTO DE LAS CARRETERAS SOBRE LA VEGETACIÓN

Uno de los efectos inmediatos durante la fase de construcción, que afecta muy directamente a la vege-tación, se deriva de la ocupación del suelo por la propia infraestructura. Esta ocupación no se reduce ni mucho menos al espacio físico afectado directamente por el trazado; a esta superficie debemos añadir la necesaria para las distintas servidumbres de la carretera, así como de los accesos a las infraestructu-ras locales que se atraviesan (caminos rurales, caminos de servicio, acceso a poblaciones...) y las insta-laciones auxiliares necesarias para la construcción, tales como plantas industriales (machaqueo, fabri-cación de hormigón y aglomerados asfálticos), parques de maquinaria, vertederos y préstamos, etc. Además, es cada vez más habitual que las grandes infraestructuras dispongan de bandas laterales más o menos anchas, que son objeto de expropiación y cuya finalidad es prever el crecimiento de la capa-cidad de tráfico de la carretera mediante la duplicación de calzadas.

La ocupación del suelo conlleva el desbroce o eliminación de la vegetación existente (ver apartado I.1.3.2), junto con la eliminación los horizontes superficiales del terreno. El suelo con valor producti-vo, de no retirarse y acopiarse adecuadamente (ver más adelante, en el epígrafe I.4.3.1.1), sencillamen-te se perderá o se mezclará con horizonsencillamen-tes más profundos del sencillamen-terreno con nulo valor desde la perspec-tiva de la restauración de la vegetación.

La reducción de la superficie ocupada por la vegetación natural trae inevitablemente consigo la reduc-ción del número de ejemplares, o incluso la desaparireduc-ción de especies en el área afectada por la infraes-tructura, así como la fragmentación e incluso el aislamiento de poblaciones. Las comunidades aisladas son mucho más sensibles a las alteraciones de las condiciones ambientales, así como a la alteración genética de los taxones que las componen (Clergeau, 1994; Forman & Alexander, 1998).

Los movimientos de tierras generan un considerable incremento de la erosión por escorrentía, con la consiguiente pérdida de suelo y la inestabilidad de terrenos que finalmente materializarse en grandes movimientos en masa, aterramiento de las obras de drenaje perimetral de la carretera, e incluso de la propia calzada, y en los casos más extremos inestabilidad de la infraestructura, que pueden terminar en derrumbamientos o colapsos estructurales (Martín Duque et al., 2011). La alteración de los cauces superficiales e incluso del perfil hidrogeológico de los acuíferos, produce cambios en la disponibilidad

hídrica y, en consecuencia, en la estructura de la vegetación circundante, hasta una distancia que de-penderá de las condiciones geomorfológicas, así como de la hidrología.

Durante la fase de explotación de la vía, la circulación de vehículos incrementa los niveles de ciertos contaminantes que afectan directamente a la vegetación, tales como los NOx o los metales pesados. En

carreteras de Bretaña, el seguimiento durante varios años de la vegetación colindante a una autopista, arrojó como resultado que la estructura y composición de las comunidades vegetales habían cambiado, como consecuencia de la polución generada por los vehículos, hasta una anchura de entre 100 y 200 m (Angnold, 1997). En carreteras de EE.UU. se constatan márgenes de afección ecológica superiores a 100 m, de forma que si consideráramos el conjunto de la red viaria norteamericana, casi una quinta parte de la superficie de ese país estaría ecológicamente afectada por la influencia de las carreteras y el tráfico rodado (Forman, 2000). Entre otros impactos, además del ruido y su efecto sobre la fauna, se consideran relevantes la afección a los sistemas de drenaje natural y la escorrentía superficial, así co-mo la extensión de especies exóticas que utilizan las infraestructuras lineales coco-mo corredores.

Aunque se ha comprobado que el suelo de cunetas de carretera acumula cantidades de metales pesados muy superiores a las normales, los análisis realizados sobre restos vegetales de broza recogida en los márgenes de diversas carreteras de Holanda, sólo en algunos casos superaban los niveles de Zn máxi-mos requeridos para el compost de buena calidad según la normativa vigente en el país; no obstante, no se encontró una correlación clara entre el resto de metales pesados producidos por los motores de combustión de los vehículos y la densidad media diaria de tráfico en esas vías de comunicación (For-man & Alexander, 1998).

Por otra parte, el desbroce mecánico de los márgenes de la carretera, necesario por razones de seguri-dad vial pero de una amplitud e intensiseguri-dad a veces excesivos, someten a continuas perturbaciones las formaciones vegetales más próximas a la calzada, incluyendo aquellas que se desarrollan en cunetas y taludes. En Francia, se han desarrollado programas extensivos para el desarrollo de nuevos métodos de conservación que tienen por objeto, manteniendo los niveles de seguridad requeridos, limitar la banda de vegetación directamente afectada por los desbroces y poner en valor el potencial cultural y ecológi-co del paisaje vegetal más próximo a la carretera (Chaumont, 1994; Dupressoir, 1994).

I.2.2

EL PAPEL DE LA VEGETACIÓN EN EL ENTORNO DE LA CARRETERA

La denudación de la cubierta vegetal y la generación de extensas superficies con una elevada pendien-te y prácticamenpendien-te estériles, generan un considerable incremento de la erosión. Los taludes neoforma-dos como consecuencia de la construcción de una moderna autopista pueden erosionarse a un ritmo

entre 20.000 y 40.000 veces superior al que correspondería a la misma extensión de terreno cubierto de vegetación (Wolman, 1964).

El movimiento de materiales derivado de estos procesos erosivos no solo reduce la capacidad de colo-nización de la vegetación, con el consiguiente impacto medioambiental, sino que además incrementa los gastos de mantenimiento y conservación de la infraestructura viaria, así como el riesgo de movi-mientos en masa que pueden llegar a colapsar la autopista e incluso poner en peligro la seguridad de personas y vehículos. La sedimentación en cunetas de guarda, bermas, etc. se ha convertido en un problema no sólo ambiental, sino también económico, debido a los costes que acarrean el manteni-miento de estas estructuras (Martín Duque et al., 2011).

La mayoría de los técnicos coinciden en destacar que para reducir el riesgo de erosión, evitar la inesta-bilidad e incluso el colapso de estas estructuras, las medidas más eficaces y eficientes en términos coste / beneficio pasan por la siembra, hidrosiembra, plantación o cualesquiera otras técnicas encami-nadas a dotar a los taludes de una cubierta vegetal estabilizadora en el menor tiempo posible (Henen-sal, 1971; 1993; Aguilar López et al., 1994; Tongway & Ludwig, 2011). Por otra parte, las siembras y plantaciones desempeñan funciones muy relevantes en el entorno de la carretera, además del control de la erosión, tales como la mejora de la calidad visual de la carretera tanto desde la perspectiva del usuario como del observador externo (Ramos et al., 1974; Muñoz Cebrián, 1990; Tongway & Ludwig, 2011), o la mejora de la seguridad vial (Clare, 1961; Ramos et al., 1974; Muñoz Cebrián, 1990; Borra-jo Sebastián, 1992; 1994).

Algunos autores conceden a la vegetación en el entorno de la carretera, incluso, un papel relevante como reservorios biológicos en áreas muy antropizadas (Cale & Hobbs, 1991; Soleau, 1994; Ranta, 2008; Auestad et al., 2010; Auestad et al., 2011), y también como corredores ecológicos (Merle, 1994; Soleau, 1994; Lamont & Blyth, 1995; Van Dorp et al., 1997; Ranta, 2008). En particular, la superficie revegetada de falsos túneles tiene un importante papel en la conexión de comunidades vegetales que de otra manera quedarían aisladas por la infraestructura lineal que las atraviesa (Forman & Alexander, 1998).

I.2.2.1

Una breve introducción histórica

Desde mucho antes de lo que pudiéramos imaginar, las técnicas de revegetación y, en un sentido más amplio, de bioingeniería, se han aplicado a la mejora estética, protección y estabilización de diversas estructuras lineales, tales como cauces fluviales, carreteras, caminos y otras vías de comunicación. Hacia el 30 aC los historiadores chinos dejaron constancia de cómo las riberas de los ríos se

estabili-zaban con estacas vivas de sauce, cáñamo o bambú, plantadas entre acopios ordenados y trabados de cantos rodados, formando estos últimos estructuras muy similares a lo que hoy en día llamamos “mu-ros de gavión”. En Europa los celtas utilizaban también estacas de sauce para construir empalizadas “vivas” y muros con mayor resistencia y flexibilidad que las que podrían ofrecer la madera u otros materiales de origen vegetal. En la época del Imperio Romano, era habitual utilizar este tipo de planta-ciones de sauce para la construcción de diques y azudes, así como para la estabilización de suelos y riberas de ríos (Finney, 1993). Los romanos fueron también los pioneros en la plantación de árboles y arbustos a lo largo de las vías de comunicación, con fines estéticos y también para dar cobijo a los viajeros que transitaban por las calzadas romanas (Clare, 1961).

Figura I-8. Croquis explicativo de la instalación de “estacas vivas” (live-staking) para la estabilización de un talud. (Fuente: tomada de Gray et al., 1992).

A lo largo de los siglos dieciséis y diecisiete, las prácticas de bioingenie-ría se extienden por la mayor parte de Europa. Hacia 1791, Woltmann pu-blica varias referencias a proyectos de revegetación en el sentido más estric-to y actual del término, destinados a la estabilización de depósiestric-tos fluviales o canales (Stiles, 1991). Ya en el siglo XX, las duras condiciones económicas y las restricciones previas a la II Guerra Mundial obligaron a los ingenieros a investigar soluciones alternativas a los entonces onerosos materiales de construcción. Entre las posibilidades mejores y más baratas se encontraba el recurso a los materiales de origen natural, aplicados para las más variopintas finalidades. En 1936, Hitler funda, precisamente con este objeto, un instituto de investigación en Munich específicamente dedicado al desarrollo de técnicas de bioingeniería aplicadas a la construcción de carreteras (Stiles, 1991). Casi simultáneamen-te, al otro lado del Atlántico, el Departamento de Agricultura de los EE.UU. (USDA, según sus siglas en inglés) ponía a trabajar a un célebre investigador forestal, Charles Krabel, en la puesta a punto de técnicas de bioingeniería para la estabilización de taludes sometidos a procesos erosivos. Muchas de estas técnicas, tales como el estaquillado (“live-staking”, ver croquis en la Figura I-8) y las fajinas vivas8 _{(“live fascines”) son aún hoy utilizadas para el control de la erosión en taludes artificiales de}

elevada pendiente (Finney, 1993).

A partir de la década de los sesenta, los avances en bioingeniería se han ido produciendo sin solución de continuidad hasta nuestros días. Las “bioestructuras”, las técnicas de hidrosiembra sobre diversos soportes (incorporadas a nuestro país procedentes de California, en la década de los setenta. Ver Ra-mos et al., 1974) y otras técnicas cuya panorámica ofreceRa-mos al lector en el siguiente apartado, han traído efectivos avances en el control de la erosión, así como en el tratamiento funcional y paisajístico de taludes artificiales. Este conjunto de técnicas, que podrían encuadrarse en lo que hemos denomina-do “ingeniería ecológica”, han resultadenomina-do sin duda eficaces ante muchas de las situaciones que ha teni-do que enfrentar la disciplina de la ingeniería civil. No obstante, en nuestra opinión posiblemente ha-yamos llegado a un punto en el que para alcanzar mayores cotas de eficiencia sea necesario dar un salto cualitativo hacia un planteamiento que, aunque lejanamente emparentado con el anterior, supone una aproximación radicalmente distinta al proceso de restauración; técnicas y métodos que en su con-junto se integran bajo la denominación de “restauración ecológica” (Bradshaw, 1983; SER, 2004; Va-lladares et al., 2011). Un análisis más detallado de los criterios que rigen esta disciplina se incluye en el apartado I.4.

I.2.2.2

Funciones de la vegetación en el entorno de la carretera

En relación con los impactos ambientales que mencionábamos en el apartado I.2.1, los proyectos de restauración ambiental forman parte de eso que en ingeniería ambiental se conoce como “medidas correctoras” del impacto; medidas que indudablemente también cumplen un papel preventivo de nue-vos efectos medioambientales, principalmente relacionados con los procesos erosinue-vos y sus impactos “indirectos” sobre la calidad de las aguas, la estabilidad de terrenos, etc. En este aspecto, la abundante bibliografía técnica concede a la vegetación en el entorno de las infraestructuras viarias una multipli-cidad de papeles y funciones más o menos importantes, que nosotros resumiremos en las siguientes categorías:

1. Estabilidad estructural de taludes artificiales (Ramos, 1970; Ramos et al., 1974; Cano et al., 1998).

2. Funciones estético-paisajísticas, de confortabilidad y seguridad vial (Bello-Morales, 1986; Tongway & Ludwig, 2011).

3. Funciones como reservorios biológicos y corredores ecológicos (Van Dorp et al., 1997; Tikka et al., 2001; Auestad et al., 2010; Auestad et al., 2011)

I.2.3

PANORÁMICA DE LAS TÉCNICAS DE BIOINGENIERÍA DE SUELOS Y

REVEGETACIÓN DE TALUDES ARTIFICIALES

I.2.3.1

Bioingeniería de suelos, revegetación, restauración...

Los términos citados obedecen en muchos casos a una sola realidad, coincidente incluso en sus objeti-vos, métodos y técnicas, utilizados en muchas ocasiones como sinónimos. La proliferación de térmi-nos y significados en la bibliografía técnica térmi-nos aconseja hacer un breve repaso de los conceptos de cada uno de ellos y sus diferencias, si es que existen. Tenemos en efecto un amplio espectro de térmi-nos más o metérmi-nos técnicos que discurre desde las denominaciones más generalistas y ambiguas (por ejemplo, el ya citado capítulo de los proyectos de carreteras: “ordenación ecológica”), hasta las más sofisticadas y específicas (“bioingeniería de suelos”, en el modo utilizado por Lewis et al., 2001), pa-sando por otros conceptos que con los años han acabado acuñándose no sólo en la bibliografía, sino también en el lenguaje habitual de empresas, técnicos y funcionarios; tal es, por ejemplo, “recupera-ción del medio natural”, que, más allá del controvertido adjetivo “natural”, queda en entredicho a la luz de la opinión de diversos autores que han destacado la práctica irreversibilidad de muchos de los impactos sobre la vegetación, a pesar de los proyectos de restauración (Balaguer, 2002).

Un aspecto fundamental es la escala bajo la que se conciben estas actuaciones. Aunque habitualmente se liga la revegetación (entendida como reposición de una cubierta vegetal en un hábitat perturbado) a un espacio delimitado de dimensiones que van desde las muy pequeñas hasta las razonablemente grandes (la restauración del medio afectado por una infraestructura lineal, por poner un ejemplo), al-gunos autores conciben estas actuaciones a una escala mucho mayor, que permite hablar con propie-dad de “restauración paisajística” (Tongway & Ludwig, 2011). Esta perspectiva, que comparte la vi-sión de González Bernáldez del concepto de “paisaje” como la percepción sensorial de los “ecosiste-mas subyacentes” (González Bernáldez, 1981), tiene un evidente encaje en el caso particular de la construcción de infraestructuras lineales de transporte, que hoy en día pasan por ser uno de los proce-sos geomorfológicos más activos y efectivos a escala global (Martín Duque et al., 2011) y, en conse-cuencia, uno de los mayores modificadores del paisaje.

Más recientemente se ha venido extendiendo el término “restauración”, que encierra en sí mismo la virtud de soslayar la grandilocuencia que supone pretender que el ser humano puede “reponer” o “res-tituir” tal cual un sistema natural complejo, con la tecnología al uso. Además, este término tiene la interesante acepción de “reparación” (Real Academia Española, 2001); esto es, la capacidad para hacer